[發明專利]通過并聯使用控制器實現功率等級擴展的開關電源

在審

• 申請號: 201910653134.6
• 申請日: 2019-07-19
• 公開（公告）號: CN110311570A
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發明（設計）人: 唐盛斌
• 申請（專利權）人: 蘇州源特半導體科技有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種通過并聯使用控制器實現功率等級擴展的開關電源，包括：至少一個集成電源控制器，工作在從控模式的集成電源控制器與工作在主控模式的集成電源控制器并聯。本發明提供的開關電源通過集成電源控制器的并聯實現了功率等級的擴展，可滿足更大功率等級的應用，使得用戶可根據具體的需要來設計，靈活方便；一款芯片，即一種集成電源控制器可實現多種輸出功率的開關電源，不僅節省芯片廠商的開發費用和后續的產品管理費用，而且還為用戶提供根據具體需求進行設計的自主性，滿足用戶對開關電源輸出功率多樣性的需求，提升用戶體驗；電源的性能更優。

技術領域

本發明屬于單芯片集成功率MOS管的開關電源技術領域，尤其涉及一種通過并聯使用控制器實現功率等級擴展的開關電源。

背景技術

近些年隨著集成電路工藝的多方面發展，越來越多的BCD工藝集成了各種耐壓等級的MOS和LDMOS管，可以將控制器和功率LDMOS管集成在同一個晶圓上。如圖1所示，是我們經常看到的把電源所需的控制電路和功率MOS管集成在同一個芯片的原理框圖，由于把功率管集成在芯片內部后也便于把電流采樣也集成在芯片內部，同時還會獲得諸多有益效果。圖1中的Rsense是采樣電阻，它經常采用的是LDMOS管源極走線的寄生電阻，由于不需要特別串聯而產生額外損耗，常稱為內置的無損電流采樣。這樣采樣電阻是非常小的，數量級在幾十毫歐甚至幾個毫歐姆，通過功率管的電流在此采樣電阻上產生的壓降也非常小，最大值常常在100mV以內，然而如此小的電壓也不存在像外置電流采樣那樣突出的信噪比問題，是因為電流采樣內置在芯片內部，采樣環路小，且通過合理安排走線可消除相對大一部分共模信號。可見隨著半導體工藝的完善，以及把功率MOS管和無損電流采樣都集成芯片內部，不僅獲得優良的特性，也簡化了芯片的外圍電路，所以這種高度集成的電源控制器越來越流行。

然而，控制芯片的集成度越高，意味著留給用戶根據開關電源具體需求進行設計的余地就越小，從而不可能把多種規格的電源性能指標都做到最優，若要針對開關電源需求的多樣性設計多種高度集成控制芯片，對芯片廠商來說代價是很大的，也不利于產品管理，所以高度集成是一把雙刃劍。在電源需求的多種性中，表現最為突出的就是電源的輸出功率等級不同，不能像非集成功率管的電源控制器和功率管分離的方案，客戶只要選擇不同大小的功率管就能實現不同功率等級的開關電源，電源控制器仍是同一個，不需要區分功率等級。假如有一個能實現30W輸出功率的高集成電源芯片，用來實現10W輸出功率的開關電源，自然是可以實現的，但是首先面臨的是成本問題，集成在控制器內部的是平面型結構的LDMOS管，導通電阻率比垂直結構的VDMOS大很多，所以用30W的高集成芯片用來做10W或者更小輸出功率的電源，成本過大，同時在一些指標上不能做到最優，例如空載功耗等。

發明內容

有鑒于現有單芯片集成功率MOS管的電源控制芯片難以用一款芯片在保證成本合理的情況下實現多種功率等級的開關電源，不易于滿足用戶對開關電源輸出功率多樣性的需求，本發明提出了一種通過并聯使用控制器實現功率等級擴展的開關電源，可通過并聯一個或者多個集成電源控制器來實現功率等級的擴展。

為了對披露的實施例的一些方面有一個基本的理解，下面給出了簡單的概括。該概括部分不是泛泛評述，也不是要確定關鍵/重要組成元素或描繪這些實施例的保護范圍。其唯一目的是用簡單的形式呈現一些概念，以此作為后面的詳細說明的序言。

本發明采用如下技術方案：

在一些可選的實施例中，提供一種通過并聯使用控制器實現功率等級擴展的開關電源，包括：至少一個集成電源控制器，工作在從控模式的集成電源控制器與工作在主控模式的集成電源控制器并聯；

所述集成電源控制器包括：模式選擇電路；

當所述模式選擇電路的模式選擇輸入信號端口接收到內驅動信號時，所述模式選擇電路的內部驅動時序接收端口接收來自自身芯片內部的內部驅動時序信號，并依照所述內部驅動時序信號開通或者關斷功率MOS管；